Реферат: Марс

<m:mathPr> <m:mathFont m:val=«Cambria Math»/> <m:brkBin m:val=«before»/> <m:brkBinSub m:val="--"/> <m:smallFrac m:val=«off»/> <m:dispDef/> <m:lMargin m:val=«0»/> <m:rMargin m:val=«0»/> <m:defJc m:val=«centerGroup»/> <m:wrapIndent m:val=«1440»/> <m:intLim m:val=«subSup»/> <m:naryLim m:val=«undOvr»/> </m:mathPr>

Средняя школа № 18

<img src="/cache/referats/26170/image001.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1026">

Выполнил:

Костанай

2005

         ОМАРСЕ

Марс — четвертая по расстоянию от Солнца планета Солнечной системы. На звездном небеон выглядит как немерцающая точка красного цвета, которая время от временизначительно превосходит по блеску звезды первой величины. Марс периодически подходит к Земле на расстояние до 57 млн. км, значительно ближе, чем любаяиз больших планет, кроме Венеры. Пооснов­ным физическим характеристикам Марс отно­сится к планетам земной группы. По диаметру он почти вдвое меньшеЗем­ли и Венеры.

Ценную информацию о физическихусловиях на планете, о строении ее поверхности достав­ляют запускаемые к нейавтоматические меж­планетные станции, в том числе советские кос­мическиеаппараты «Марс».

 Планета окутана газовой оболочкой — ат­мосферой, которая имеет меньшуюплотность, чем земная. Даже в глубоких впадинах Марса, где давление атмосферынаибольшее, оно при­близительно в 100 раз меньше, чем у поверх­ности Земли, ана уровне марсианских горных вершин — в 500—1000 раз меньше. Тем не менее, ватмосфере Марса наблюдаются об­лака и постоянно присутствует более или ме­нееплотная дымка из мелких частиц пыли и из кристалликов льда. Как показали снимки самериканских автоматических посадочных — станций «Викинг-1» и «Викинг-2»,марсиан­ское небо в ясную погоду имеет розоватый цвет, что объясняетсярассеянием солнечного света на пылинках и подсветкой дымки оран­жевойповерхностью планеты. По химическо­му составу марсианская атмосфера отличаетсяот земной и содержит 95,3% углекислого га­за с примесью 2,7% азота, 1,6%аргона, 0,07% окиси углерода, всего лишь 0,13% кислорода и приблизительно 0,03%водяного пара, со­держание которого изменяется, а также при­меси неона,криптона и ксенона. При отсутст­вии облаков газовая оболочка Марса зна­чительнопрозрачнее, чем земная, в том числе и для ультрафиолетовых лучей, опасных дляживых организмов. Солнечные сутки на Марсе длятся 24 ч 39 мин 35 с.

Значительный наклон экватора кплоскости орбиты (25,2°) приводит к тому, что на од­них участках орбитыосвещаются и обогрева­ются Солнцем преимущественно северные ши­роты Марса, а надругих — южные, т. е. происходит смена сезонов. Марсианский год длится 686,9дня. Эллиптичность марсианской орби­ты приводит к значительным различиям климатасеверного и южного полушарий: в среднихюжных широтах зима холоднее, алето теплее, но короче, чем в северных.

Температурные условия на Марсе суровыс точки зрения жителя Земли. Наиболее высо­кая температура поверхности 290 К втак назы­ваемой подсолнечной точке; наиболее низкая — в полярных районах, где взимний сезон она держится на отметке около 150 К. Полученные из наблюденийсведения о температуре явились ключом к объяснению природы полярных ша­пок,которые при наблюдениях в телескоп вид­ны как светлые, почти белые пятна возлеполюсов планеты. Когда в северном полуша­рии Марса наступает лето, севернаяполярная шапка быстро уменьшается, но в это время рас­тет другая — возле южногополюса, где насту­пает зима. В конце XIX — начале XX в. счита­ли, чтополярные шапки Марса — это ледники и снега. По современным данным, обе полярныешапки Марса — северная и южная — состо­ят из водяного льда с примесьюминеральной пыли и из твердой двуокиси углерода, т. е. сухого льда, которыйобразуется при замерза­нии углекислого газа, входящего в состав мар­сианскойатмосферы.

В  1975   г.   на  основе   материалов   телевизионной съемки всей поверхностипланеты с космических аппаратов была составлена кар­та деталей марсианскогорельефа, многие из которых уже получили названия, и на карте Марса появилисьимена деятелей науки и куль­туры, в том числе русских и советских уче­ных:кратеры Ломоносов, Королев, Фесенков и др.

СПУТНИКИ МАРСА

В <st1:metricconverter ProductID=«1877 г» w:st=«on»>1877 г</st1:metricconverter>. (в год великогопротивостоя­ния Земли и Марса — когда расстояние между этими планетамистановится минимальным) американский астро­ном Асаф Холл (1829-1907) обнару­жилу Марса два спутника. Он дал им названия Фобос и Демос — «Страх» и «Ужас», вчесть спутников древнерим­ского бога войны Марса. В крупный те­лескоп этиспутники видны как тусклые, слабо светящиеся точки возле яркого диска Марса.Фобос обращается вокруг планеты на расстоянии всего в 1,4 её диаметра, делаяодин оборот за 7,6 часа. Деймос — на расстоянии в. 3,4 диамет­ра, облетаявокруг Марса за 30,2 часа.

Интересно, что английский писательДжонатан Свифт писал в романе «Пу­тешествие Гулливера» в <st1:metricconverter ProductID=«1726 г» w:st=«on»>1726 г</st1:metricconverter>. о лапутянах: «Крометого, они открыли две маленькие звезды, или два спутника, обращающиеся околоМарса. Ближай­ший из них удалён от центра этой пла­неты на расстояние, равноетрём её диа­метрам, второй находится от неё на рас­стоянии пяти таких жедиаметров. Первый совершаетсвое обращение в те­чение 10 часов, а второй в течение 21 с половиной часа...»Таким образом, Свифт предсказал существование двух спутников Марса за 150 летдо их ре­ального открытия и при этом довольно точно указал размеры их орбит.

Это предсказание вызвало к жизни массулегенд, включая даже миф о кон­тактах Свифта с инопланетянами.

Впрочем, вероятнее всего, Свифт ру­ководствовалсялогикой и соображени­ями гармонии. В то время было известно всего шесть планети   10 спутников: у Меркурия и Венерытаковых не было, у Земли имелся один, у Марса — не было, у Юпитера — 4, уСатурна — 5. При этом астрономы были уверены, что между Марсом и Юпитером есть ещёодна — неоткрытая — планета. Если предполо­жить, что число спутников растёт суда­лением планеты от Солнца, то было ло­гично ожидать наличие двух спутников уМарса и трёх у этой неизвестнойпла­неты. Что же касается размера орбиты, то здесь Свифт исходил, видимо, изсле­дующей аналогии: радиусы орбит двух внутренних галилеевых спутников Юпи­тератоже составляют примерно З и 5 диаметров Юпитера.

ПОВЕРХНОСТЬИ АТМОСФЕРА МАРСА

 

При наблюдениях в телескоп на Марсеможно заметить тёмные пятна сухих марсианских с морей» и белые поляр­ные шапки,В <st1:metricconverter ProductID=«1965 г» w:st=«on»>1965 г</st1:metricconverter>.американская станция «Маринер-4» передала пер­вую серию фотографий Марса. Какпи­шет астроном Дж. Поллак. она «мно­гих разочаровала,  ибо показала нам однообразную, покрытуюкратерами планету, очень похожую на Луну». Две сотни марсианских фотографий,пере­данных «Маринером-6» и «Марииером-7» в <st1:metricconverter ProductID=«1969 г» w:st=«on»>1969 г</st1:metricconverter>., подтвердили эти дан­ные.Многие учёные решили, что если Марс до такой степени мёртв геологи­чески, то онмёртв и биологически.

В <st1:metricconverter ProductID=«1971 г» w:st=«on»>1971 г</st1:metricconverter>. на орбиту вокругМарса вышли советские аппараты «Марс-2» и «Марс-3» и американский «Маринер-9».Полученные с них данные по­казали, что снимки первых трех «Ма­ринеров» (которыезафиксировали южное полушарие Марса) не явля­ются типичными для всей планеты. Вюжном полушарии сконцентрирова­ны древние горы, покрытые кратерами, что оченьнапоминает лунный пейзаж. Северное же полушарие Марса изоби­лует молодымиравнинами и огромны­ми вулканами. Северные области Марса свидетельствуют обактивной геологи­ческой деятельности на планете — здесь найдены колоссальныевулканы, высо­той до <st1:metricconverter ProductID=«27 км» w:st=«on»>27 км</st1:metricconverter>.и гигантские кратеры: ог­ромные глубокие каньоны, которые тя­нутся на тысячикилометров, и сотни высохших русел древних рек. Сильные ветра, достигающиескорости 100 м/с (или 360 км/час!), переносят с места на место огромноеколичество пыли и формируют в северном полушарии рельеф в виде гигантскихпесчаных дюн очень похожих на земные.

Сила марсианских ветров тем удиви­тельнее,что атмосфера этой планеты примерно в сто раз разрежённее земной. 95%приходится на углекислый газ, ос­тальные составляющие марсианской атмосферы —азот и аргон. В ней также содержится кислород (всего лишь деся­тые долипроцента) и есть следы водя­ного пара. Обычная вода здесь превра­тилась в лёд иповсеместно встречается в марсианском грунте, находящемся в состоянии вечноймерзлоты.

Интересная гипотеза была высказа­наамериканскими учёными К. Сага­ном и Д.Уоллесом — согласно расчё­там подмногометровым слоем вечной мерзлоты на Марсе могут существовать подземные озёраи даже реки!

Средняя температура на поверхнос­тиМарса — 600С. Перепады температу­ры — в зависимости от времени годаи суток — достигают 100—150 граду­сов. Лишь марсианское лето может по­радоватьжителя Земли — температура воздуха в полдень поднимается здесь до + 25 градусов.Зимой у полюсов темпе­ратура достигает — 125°С. при этом уг­лекислый газпревращается в лёд (зна­комый многим «сухой лёд» который часто используютпродавцы мороженого). Поэтому полярные шапки Марса состоят из смеси нетающеговодного льда и замёрзшей углекислоты, которая испаряется в марсианские летниемеся­цы и выпадает в виде снега в зимние. Такой углекислотный снег выпал зимой <st1:metricconverter ProductID=«1979 г» w:st=«on»>1979 г</st1:metricconverter>. в районе посадкиамериканско­го аппарата «Википг-2».

В низинах и долинах Марса часто стоятхолодные туманы, а в атмосфере наблюдаются облака различной формы. Небо здесьрозовое  — этот оттенок объясняетсярассеянием света в атмо­сферной пыли и подсветкой от красной поверхностипланеты.

КАКПОГИБЛА ЖИЗНЬ НА МАРСЕ?

 

Свидетельством этих процессов являютсянеобыч­ные магнитные красноцветные пески Марса. Воз­можно, на Марс рухнулиобломки его третьего спут­ника — Танатоса; возможно также, что именно при этихударах астероидов были заброшены на Землю метеориты, состоящие из марсианскихпород и об­наруженные на ледовом панцире Антарктиды и в Австралии. В одном изних американцы как будто бы обнаружили остатки бактерий и органическоевещество, обогащенное легким изотопом углерода, что характерно для жизненныхциклов.

Почему Марс красный? Откуда этот цветкрови? Как ни странно, сходство окрасок объясняется од­ной и той же причиной —обилием оксида железа. Оксиды железа окрашивают гемоглобин крови; ок­сидытрехвалентного железа в виде песка и пыли покрывают поверхность Марса.

Американские станции передали сведенияо хи­мическом составе марсианского грунта и коренных горных пород. Эти данныеуказывают, что красный марсианский грунт состоит из оксидов и гидроксидовжелеза с примесью железистых глин и сульфа­тов кальция и магния. Такой наборминералов хара­ктерен для широко развитых на Земле красноцветных корвыветривания, возникающих в условиях теплого климата, обилия воды и свободногокисло­рода атмосферы.

Густую красную пыль проклинаютводители на грунтовых дорогах Африки и Индии, а в прежние геологические эпохи,когда на Земле был теплый оранжерейный климат, красноцветы, как лишайни­ки,покрывали поверхность всех континентов. С учетом железистых кварцитов докембриясуммар­ная мощность красноцветов Земли достигает мно­гих километров.По-видимому, красноцветные ко­ры выветривания на Марсе возникли в сходных ус­ловиях.Марс красный потому, что покрыт слоем «ржавчины» мощностью в 3 — <st1:metricconverter ProductID=«5 километров» w:st=«on»>5 километров</st1:metricconverter>.

«Ржавчина» на поверхности планеты —редчай­шее явление в Солнечной системе; она известна только на Марсе и наЗемле. Ведь для окисления железа глубинных пород вместе с водой необходима еще и кислородосодержащаяатмосфера.

На Земле красноцветные породы возниклилишь после того, как в ат­мосфере появился свободный кисло­род. В свою очередь,кислородная ат­мосфера Земли — порождение жизни! Подсчитано, что весь кислородзем­ной атмосферы — 1200 триллионов тонн — зеленые растения производятгеологически почти мгновенно, за 3700 лет! И если растительность по­гибнет,свободный кислород очень быстро исчезнет: он снова соединится с органическимвеществом, войдет в состав углекислоты, окислит железо в горных породах. Сейчасв атмосфере Марса лишь 0.1 процента свободного кислорода, для его превращения вКрасную планету нынешнего количе­ства кислорода явно недостаточно; значит,«ржавчина» возникла здесь го­раздо раньше. Для ее образования по­требовалосьогромное количество во­ды и кислорода; развитая речная сеть свидетельствует обобилии воды (льда). Так сколько же свободного ки­слорода было изъято изатмосферы для образования марсианских красноцветов?

Поверхность Марса составляет 28процентов от поверхности Земли. Подщитанно, что для образования здесь корывыветривания базальтов сум­марной мощностью <st1:metricconverter ProductID=«1 километр» w:st=«on»>1 километр</st1:metricconverter> из ат­мосферыМарса было изъято 5000 триллионов тонн свободного кисло­рода, то есть вчетверобольше, чем сейчас в земной атмосфере! Для обра­зования всего лишьдесятиметрового слоя сульфатов потребовалось бы 500 триллионов тонн кислорода.

Итак, только совместное воздейст­виеводы и атмосферного кислорода в условиях довольно теплого климата могло покрытьМарс таким мощным слоем «ржавчины», что он светит «Красным глазом» замногие десятки и сотни миллионов километров. Но эта «ржавчина» могла возникнутьлишь при условии, что на Марсе когда-то шумели леса.

История развития жизни на Землепоказывает, что даже за 200 миллио­нов лет примитивные сине-зеленые водорослидокембрия превратились в могучие леса каменноугольного периода. Значит, временидля развития сложных форм жизни на Марсе было более чем достаточно. Жизнь наМар­се была, но сейчас она практически отсутствует, об этом свидетельствуетничтожное содержание кислорода в марсианской атмосфере. Что погуби­ло жизнь наэтой планете? Великие оледенения? История Земли показы­вает, что к оледенениямжизнь ухит­ряется приспособиться. Ученные думают сто причина — вчудовищной энергетике космоса, способного обрушивать на поверхность планет«астероидные удары», уничтожающие все живое.

ИНДИКАТОР«АСТЕРОИДНОЙ АТАКИ»

 

Исследование красных песков Марсавыявило у них удивительную особенность: они магнитны! В отли­чие от нихкрасноцветы Земли — немагнитные. Эта резкая разница в физи­ческих свойствахобъясняется тем. Что при одинаковом химическом со­ставе (Fe2 03) вкачестве «красителя» на Земле выступает минерал гематит (от греческого«гематос» — кровь) с примесью лимонита (гидроксид желе­за), а на Марсепреобладает очень ред­кий в земных горных породах мине­рал маггемит, краснаямагнитная окись железа, имеющая химический состав гематита, но кристаллическуюструктуру магнитного минерала маг­нетита (Fe3 04).

Гематит и лимонит — широко рас­пространенныеруды железа, а магге­мит образуется изредка при окисле­нии магнетита, еслисохраняются его первичная кристаллическая структура и магнитные свойства. Принагрева­нии выше 200°С маггемит превраща­ется в гематит и становится немагнит­ным.

Маггемит считался на Земле ми­нераломредким до тех пор, пока не было обнаружено, что территория Яку­тии буквальнозасыпана огромным количеством магнитной окиси желе­за. Это были красно-бурыйпесок или стяжения различной формы. Но свойства этого маггемита были не­обычными:после прокаливания он оставался магнитным, подобно его синтетическомуаналогу. Он был описан как новая минеральная разно­видность и назван«стабильным маггемитом». Возникли вопросы: поче­му он отличается по свойствамот «обычного» маггемита, почему его так много в Якутии, но нет средимногочисленных красноцветов эк­ваториальной зоны Земли?

Техника указывала путь образо­ваниястабильного маггемита — прокаливание природных лимонитовых кор выветривания,которых так много в древних осадочных от­ложениях Якутии. Но почему онипрокалены? Может быть, причина — таежные пожары? Тайга горит,дере­вья падают на железистую почву… Но леса горят по всей планете, в томчисле и на экваторе. А магнитной окиси железа там нет или ее очень мало. ВЯкутии же стабильный маг­гемит распространен на огромной площади, причем рекивымывают его из древних отложений. Значит, какой-то могучий поток энергии бу­квальнопрокалил поверхность севе­ро-востока Сибири!

Разгадку этого явления ученные видят всенсационной находке гигантского метеоритного кратера в бассейне си­бирскойреки Попигай. Диаметр Попигайского кратера — 130 километ­ров, юго-восточнееизвестны анало­гичные структуры диаметром в десят­ки километров. Страшнаякатастрофа произошла 35 миллионов лет назад; возможно, с ней связана границадвух геологических эпох — эоцена и олигоцена, которая характеризуется резкимизменением типов жизни. Энергия космического удара бы­ла поистине чудовищной.Диаметр астероида достигал 8—10 километ­ров, масса — около 3 триллионов тонн,скорость — 20 — 30 километ­ров в секунду! Он пробил атмосферу, как пуля — листбумаги; энергия уда­ра расплавила 4-5 тысяч кубических километров горных пород,смешав воедино базальты, граниты, осадоч­ные породы. В радиусе нескольких тысячкилометров погибло все жи­вое, испарилась вода рек и озер, а поверхность Землиоказалась прока­ленной космическим пламенем.

Зараженность Якутии магнитной окисьюжелеза — ключ к разгадке тай­ны магнитности красноцветных кор выветриванияМарса, Ведь на этой планете насчитывается более сотни гигантских   метеоритных  кратеров размером больше Попигайского, а мелких просто не счесть! Можноска­зать, что Марсу крепко досталось, причем наличие в доледниковое вре­мятекучей воды, быстро разрушаю­щей кратерные сооружения, позволя­етпредположить, что многие кратеры Марса сравнительно молодые. По­верхность Марсаподверглась мощно­му   прокаливанию,   космическому ожогу, при котором произошлоомагничивание железистых кор выветри­вания. Нынешняя разреженная атмо­сфератоже объясняется астероидной атакой: газы при высоких температу­рахпревращались в плазму и навсегда выбрасывались в космос. Кислород атмосферы,похоже, является релик­товым: это ничтожный остаток того кислорода, которыйпородила унич­тоженная астероидами жизнь.

         ТАНАТОС -  ТРЕТИЙ СПУТНИК МАРСА?

 

         Почему астероиды, так яростноатаковали Красную планету? Только потому, что за Марсом вращается «поясастероидов» — обломки зага­дочной планеты Фаэтон, возможно, некогдасуществовавшей на этой ор­бите? Астрономы предполагают, что два маленькихспутника Марса — Фобос (Страх) и Деймос (Ужас) — захвачены гравитационным полемМарса из пояса астероидов. Возмож­но, что позиция ближайшего спут­ника МарсаФобоса, вращающегося на расстоянии всего лишь 5920 кило­метров от поверхностипланеты, поз­воляет объяснить причину «астеро­идной атаки».

За марсианские сутки (24 часа 37минут) Фобос трижды успевает обле­теть планету, поскольку он вращается покольцевой орбите на максимальном приближении к «хозяину». Фобос вплотнуюприблизился к так называе­мому пределу Роша, то есть к тому критическомурасстоянию, на кото­ром гравитационные силы разрывают спутник на части.

Для Марса предел Роша проходит навысоте около <st1:metricconverter ProductID=»5000 километров" w:st=«on»>5000 километров</st1:metricconverter> над его поверхностью, то есть для ги­белиФобосу остается опуститься по своей орбите на <st1:metricconverter ProductID=«900 километров» w:st=«on»>900 километров</st1:metricconverter>. Ас­трономысчитают, что Фобос рухнет на Марс через 40 миллионов лет. По форме Фобос похожна картофелину, но его длина — 25, а ширина — <st1:metricconverter ProductID=«21 километр» w:st=«on»>21 километр</st1:metricconverter>. Развалтакого гиганта на орбите вызовет страшный удар по Марсу — прокаливание егоповерхности, уничтожение остатков атмо­сферы за счет ее выброса в космос в видераскаленной плазмы.

Как видим, названия для спутни­ковбыли выбраны очень удачно; Марс находится под Страхом с Ужа­сом в придачу.Астрономы думают, что у Марса был, по крайней мере, еще один спутник, длякоторого лучшее назва­ние — Танатос, смерть. Танатос вращался на более низкойорбите, чем Фобос. Он был заторможен плотной марсианской атмосферой, прошелчерез предел Роша, и его обломки уничтожили на Марсе все живое. Осколки этойстрашной астероид­ной атаки — куски марсианской ко­ры — долетели до Земли.Любопыт­но, что кратеры на Марсе образуют линейно вытянутые зоны и следуют другза другом, как следы автомат­ных очередей. Возможно, так отра­жаютсянаправления «главных уда­ров» падавших друг за другом об­ломков Танатоса.

Для прокаливания и омагничиванияпервоначально немагнитных марсианских железистых кор вывет­ривания понадобиласьэнергия, со­измеримая с энергией нескольких миллионов мощных водородных бомб.Если бы они были сброшены на Землю, все живое на ней было бы уничтожено,атмосфера стала бы разреженной и негодной для дыха­ния, а гибель растенийпривела бы к дальнейшему исчезновению кисло­рода. А Марс меньше Земли, и егогравитационное поле гораздо слабее. Очевидно, обломки Танатоса стерли споверхности Марса растительную жизнь, сорвали плазменными пото­ками кислороднуюатмосферу и омагнитили красноцветные коры выветривания. Нескольких миллио­новлет было достаточно, чтобы Марс превратился в безжизненную пустыню с замерзшимиморями и ре­ками, засыпанными красным маг­нитным песком. Разве кто-нибудь наЗемле помнит, что на месте гигант­ской пустыни Сахары всего-навсего 6 тысяч летназад текли бесчислен­ные многоводные реки, шумели леса и кипела жизнь?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.    «Знание – сила», февраль 2004

2. Н. П. Ерпылев Энциклопедический словарь юного астронома – 1986г.

3. www. NASA. com